《全面详解LTE:MATLAB建模、仿真与实现》是第一本LTE与MATLAB完美结合的图书,以实用、高效、直观的方式详解LTE,学习4G技术。 详解LTE物理层及相关协议,包含MATLAB源代码,从事LTE领域,你会需要《全面详解LTE:MATLAB建模、仿真与实现》。 MathWorks公司通信和LTE软件工具负责人权威之作。 MATLAB中文论坛鼎力支持,为读者提供全面、超值的配套服务
《全面详解LTE:MATLAB建模、仿真与实现》通过关键核心技术的理论概览、简明扼要地讨论LTE标准规范和用于仿真LTE标准所需的MATLAB算法这三个部分审视了LTE标准的物理层,并通过一系列的程序,展现了每一种LTE的核心技术,通过一步步综合这些核心技术,最终建立LTE物理层的系统模型并评价系统性能。通过这一循序渐进的过程,读者将会在仿真中深入理解LTE的技术构思和标准规范。本书适合通信、电子工程和计算机专业的学生、研究者和教授阅读、也可供通信系统的工程师、设计师和配置人员参考。
目录
- 推荐序一
- 推荐序一(译文)
- 推荐序二
- 译者序
- 原书前言
- 专业词汇缩略语表
- 1导论1
- 1.1无线通信标准速览1
- 1.2数据速率的历史4
- 1.3IMT-Advanced要求4
- 1.43GPP和LTE标准化5
- 1.5LTE要求5
- 1.6理论策略6
- 1.7 LTE关键技术7
- 1.7.1OFDM7
- 1.7.2SC-FDM8
- 1.7.3MIMO8
- 1.7.4Turbo 信道编码8
- 1.7.5链路自适应9
- 1.8LTE 物理层建模9
- 1.9LTE(R8版和R9版)10
- 1.10LTE-Advanced (R10版)11
- 1.11MATLAB和无线系统设计11
- 1.12本书组织结构11
- 参考文献12
- 2LTE物理层概览13
- 2.1空中接口13
- 2.2频带14
- 2.3单播和组播服务15
- 2.4带宽分配16
- 2.5时间帧17
- 2.6时-频分布18
- 2.7OFDM多载波传输20
- 2.7.1循环前缀20
- 2.7.2子载波间隔21
- 2.7.3资源块尺寸21
- 2.7.4频域调度22
- 2.7.5接收端典型操作22
- 2.8单载波频分复用23
- 2.9资源网格的内容23
- 2.10物理信道24
- 2.10.1下行链路物理信道25
- 2.10.2下行链路信道功能26
- 2.10.3上行链路物理信道29
- 2.10.4上行链路信道功能30
- 2.11物理信号30
- 2.11.1参考信号30
- 2.11.2同步信号32
- 2.12下行链路帧结构32
- 2.13上行链路帧结构33
- 2.14MIMO34
- 2.14.1接收分集34
- 2.14.2发射分集34
- 2.14.3空分复用36
- 2.14.4波束赋形37
- 2.14.5循环延迟分集38
- 2.15MIMO模式38
- 2.16物理层数据处理39
- 2.17下行链路数据处理39
- 2.18上行链路数据处理40
- 2.18.1SC-FDM41
- 2.18.2MU-MIMO42
- 2.19本章小结43
- 参考文献43
- 3MATLAB通信系统设计44
- 3.1系统开发流程44
- 3.2挑战和能力44
- 3.3关注点45
- 3.4目标45
- 3.5MATLAB的物理层模型46
- 3.6MATLAB46
- 3.7MATLAB工具箱47
- 3.8Simulink组件47
- 3.9建模与仿真48
- 3.9.1DSP系统工具箱48
- 3.9.2通信系统工具箱48
- 3.9.3并行计算工具箱49
- 3.9.4定点型设计器49
- 3.10原型建模与实现49
- 3.10.1MATLAB 代码生成器50
- 3.10.2硬件实现50
- 3.11系统对象介绍51
- 3.11.1通信系统工具箱的系统对象51
- 3.11.2系统对象的测试平台52
- 3.11.3系统对象函数54
- 3.11.4字符误码率仿真56
- 3.12MATLAB信道编码实例57
- 3.12.1纠错与检错57
- 3.12.2卷积码58
- 3.12.3硬判决Viterbi译码58
- 3.12.4软判决Viterbi译码60
- 3.12.5Turbo编码62
- 3.13本章小结64
- 参考文献65
- 4调制和编码66
- 4.1LTE调制方案66
- 4.1.1MATLAB实例68
- 4.1.2BER测量72
- 4.2比特级绕码74
- 4.2.1MATLAB实例75
- 4.2.2BER测量78
- 4.3信道编码79
- 4.4Turbo编码79
- 4.4.1Turbo 编码器80
- 4.4.2Turbo译码器81
- 4.4.3MATLAB实例81
- 4.4.4BER测量83
- 4.5早期终止机制87
- 4.5.1MATLAB实例87
- 4.5.2BER测量88
- 4.5.3计时测量91
- 4.6码率匹配91
- 4.6.1MATLAB实例92
- 4.6.2BER测量95
- 4.7码块分段97
- 4.7.1MATLAB实例97
- 4.8LTE传输信道处理99
- 4.8.1MATLAB实例99
- 4.8.2BER测量101
- 4.9本章小结103
- 参考文献103
- 5OFDM104
- 5.1信道建模104
- 5.1.1大尺度和小尺度衰落104
- 5.1.2多径衰落效应105
- 5.1.3多普勒效应105
- 5.1.4MATLAB实例105
- 5.2讨论范围110
- 5.3工作流程110
- 5.4OFDM和多径衰落110
- 5.5OFDM和信道响应估计111
- 5.6频域均衡112
- 5.7LTE资源网格112
- 5.8配置资源网格114
- 5.8.1CSR符号114
- 5.8.2DCI符号115
- 5.8.3BCH符号115
- 5.8.4同步符号116
- 5.8.5用户数据符号116
- 5.9参考信号生成118
- 5.10资源元素映射120
- 5.11OFDM信号生成124
- 5.12信道建模125
- 5.13OFDM接收端127
- 5.14资源元素反映射129
- 5.15信道估计131
- 5.16均衡器增益计算133
- 5.17信道可视化134
- 5.18下行链路传输模式1135
- 5.18.1SISO模型135
- 5.18.2SIMO模型142
- 5.19本章小结150
- 参考文献151
- 6MIMO152
- 6.1MIMO定义152
- 6.2MIMO的动机153
- 6.3MIMO的种类153
- 6.3.1接收端合并技术153
- 6.3.2发射分集154
- 6.3.3空分复用154
- 6.4MIMO的覆盖范围154
- 6.5MIMO信道154
- 6.5.1MATLAB实现155
- 6.5.2LTE特征信道模型157
- 6.5.3MATLAB实现159
- 6.5.4MIMO信道初始化160
- 6.5.5添加AWGN161
- 6.6MIMO的一般特征161
- 6.6.1MIMO资源网格结构162
- 6.6.2资源元素映射163
- 6.6.3资源元素反映射166
- 6.6.4基于CSR的信道估计170
- 6.6.5信道估计函数171
- 6.6.6信道估计扩展173
- 6.6.7理想信道估计177
- 6.6.8信道响应提取179
- 6.7MIMO的特殊特征180
- 6.7.1 发射分集180
- 6.7.2收发器启动函数188
- 6.7.3下行链路传输模式2197
- 6.7.4空分复用204
- 6.7.5空分复用中的MIMO操作207
- 6.7.6下行链路传输模式4215
- 6.7.7开环空分复用229
- 6.7.8下行链路传输模式3233
- 6.8本章小结240
- 参考文献241
- 第7章链路自适应242
- 7.1系统模型243
- 7.2LTE中的链路自适应244
- 7.2.1信道质量估计244
- 7.2.2预编码矩阵估计245
- 7.2.3秩估计245
- 7.3MATLAB实例245
- 7.3.1CQI估计245
- 7.3.2PMI估计248
- 7.3.3RI估计249
- 7.4子帧间的链路自适应252
- 7.4.1收发端模型结构253
- 7.4.2更新收发端参数结构体254
- 7.5自适应调制255
- 7.5.1无自适应255
- 7.5.2随机变更调制方案256
- 7.5.3基于CQI的自适应256
- 7.5.4收发端性能验证257
- 7.5.5结论259
- 7.6自适应调制与编码率260
- 7.6.1无自适应260
- 7.6.2随机变更调制方案261
- 7.6.3基于CQI的自适应261
- 7.6.4收发端性能验证262
- 7.6.5结论262
- 7.7自适应预编码264
- 7.7.1基于PMI的自适应266
- 7.7.2收发端性能验证267
- 7.7.3结论268
- 7.8自适应MIMO268
- 7.8.1基于RI的自适应270
- 7.8.2收发端性能验证271
- 7.8.3结论272
- 7.9下行链路控制信息272
- 7.9.1MCS272
- 7.9.2自适应率275
- 7.9.3DCI处理275
- 7.10本章小结279
- 参考文献280
- 8系统级建模281
- 8.1系统模型281
- 8.1.1发射端模型282
- 8.1.2发射端模型的MATLAB模型283
- 8.1.3信道模型285
- 8.1.4信道模型的MALTAB模型285
- 8.1.5接收端模型286
- 8.1.6接收端模型的MATLAB模型287
- 8.2用MATLAB构建的系统模型289
- 8.3定量评估291
- 8.3.1传输模式的影响291
- 8.3.2BER与SNR的函数关系293
- 8.3.3信道估计技术的影响295
- 8.3.4信道模型的影响295
- 8.3.5信道时延扩散与循环前缀的影响296
- 8.3.6MIMO接收器算法的影响297
- 8.4吞吐量分析298
- 8.5用Simulink进行系统建模299
- 8.5.1构建一个Simulink模型301
- 8.5.2Simulink集成MATLAB算法302
- 8.5.3参数初始化309
- 8.5.4运行仿真311
- 8.5.5引入参数对话框313
- 8.6定量评估321
- 8.6.1声音信号传输321
- 8.6.2主观声音质量测试322
- 8.7本章小结323
- 参考文献323
- 9仿真324
- 9.1提升MATLAB仿真速度324
- 9.2工作流程325
- 9.3实例研究:LTE PDCCH处理326
- 9.4基准算法327
- 9.5MATLAB代码剖析329
- 9.6MATLAB代码优化331
- 9.6.1向量化331
- 9.6.2预分配337
- 9.6.3系统对象340
- 9.7使用加速功能351
- 9.7.1MATLAB—C代码生成352
- 9.7.2并行运算353
- 9.8使用Simulink模型355
- 9.8.1创建Simulink模型355
- 9.8.2验证数值等价性356
- 9.8.3Simulink基准模型357
- 9.8.4优化Simulink模型358
- 9.9GPU辅助运算366
- 9.9.1在MATLAB中启动GPU功能367
- 9.9.2GPU优化系统对象367
- 9.9.3使用单一GPU系统对象368
- 9.9.4GPU参与并行计算370
- 9.10实例研究:在GPU上进行Turbo编码374
- 9.10.1基于CPU处理基准算法374
- 9.10.2基于GPU处理Turbo译码器377
- 9.10.3基于GPU处理多个系统对象378
- 9.10.4多帧和大数据长度380
- 9.10.5使用单精度数据类型383
- 9.11本章小结385
- 10基于C/C++代码的原型构建387
- 10.1应用范围387
- 10.2 动机388
- 10.3 要求388
- 10.4 MATLAB代码的构思389
- 10.5 如何创建代码389
- 10.5.1实例研究:频域均衡389
- 10.5.2使用MATLAB命令390
- 10.5.3使用MATLAB代码转换器工程392
- 10.6转换的C代码的结构397
- 10.7 支持的MATLAB子集398
- 10.7.1代码转换准备398
- 10.7.2实例研究:插入导频信号399
- 10.8复数和本地C类型400
- 10.9 系统工具箱支持403
- 10.9.1实例研究:FFT和反FFT403
- 10.10 定点型数据支持408
- 10.10.1实例研究:FFT函数409
- 10.11可变长度数据支持412
- 10.11.1实例研究:自适应性调制412
- 10.11.2 定长代码转换413
- 10.11.3有界变长数据417
- 10.11.4 无界变长数据419
- 10.12集成外部C/C++代码421
- 10.12.1 算法421
- 10.12.2执行MATLAB测试平台423
- 10.12.3 生成C代码425
- 10.12.4接口函数C代码426
- 10.12.5主函数C代码429
- 10.12.6编译和连接430
- 10.12.7执行C测试平台432
- 10.13 本章小结433
- 参考文献433
- 11总结434
- 11.1 建模434
- 11.1.1 理论构思434
- 11.1.2标准规范435
- 11.1.3 MATLAB算法435
- 11.2 仿真436
- 11.2.1 仿真加速437
- 11.2.2 加速方法437
- 11.2.3实现437
- 11.3 未来工作的方向438
- 11.3.1 用户层面438
- 11.3.2 控制层面处理439
- 11.3.3 混合自动重传请求439
- 11.3.4 系统接入模型439
- 11.4结语440
- 译后记441
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